Классификация преобразователей напряжения, краткая характеристика. Силовые маломощные преобразователи для питания РЭА, страница 2

7. Выпрямитель для трехпроводной трехфазной системы: схема, временные диаграммы работы на активную нагрузку, коэффициент пульсаций, среднее и действующее значение тока через один из диодов.

Особенность трёхфазных выпрямителей состоит в способности обеспечить малый уровень пульсаций в выходном напряжении без сглаживающего фильтра. Трёхфазные выпрямители широко применяют для питания мощных нагрузок (исполнительных двигателей, реле).

Вектор любого линейного напряжения равен разности соответствующих векторов фазных напряжений и линейное напряжение в  раз больше фазного напряжения.

Алгебраическая сумма э.д.с. симметричной системы равна нулю:

В трёхфазном мостовом выпрямителе ток нагрузки проходит по одному из диодов катодной группы (VD1-VD3) и одному из диодов анодной группы (VD4-VD6). В катодной группе открывается диод, на аноде которого действует максимальное фазное напряжение, в анодной группе – на катоде которого действует минимальное фазное напряжение.

8. Выбор сердечника и расчет силового трансформатора для маломощного источника питания.

Расчет трансформатора заключается в выборе конструкции и параметров магнитопровода, определении количества витков и диаметров проводов первичной и вторичной обмоток (W1, W2, d1, d2),.

После расчета выпрямителя и определения действующего значения его входного тока можно рассчитать диаметр провода вторичной обмотки по формуле . Диаметр провода первичной обмотки рассчитывается аналогично после расчета действующего значения тока первичной обмотки.

Для выбора конструкции сердечника необходимо знать площадь сечения магнитопровода (S). Сечение магнитопровода определяет максимальную мощность, которая может быть передана в нагрузку из сети:  - для стального магнитопровода на частоте 50 Гц.

После определения площади сечения магнитопровода нужно подобрать сердечник с необходимыми конструктивными параметрами: для сетевых трансформаторов обычно используется электротехническая сталь Ш- и Г-образной форм, а на высоких частотах применяют пермаллой и феррит (с тороидальной формой магнитопроводов).

Для определения числа витков обмоток необходимо знать коэффициент N, показывающий число витков, приходящееся на один вольт.

 -   закон электромагнитной индукции.

Для синусоидального входного напряжения трансформатора индукция изменяется по синусоидальному закону.

, где 

СИ:

Таким образом, коэффициент N зависит от материала и площади S выбранного сердечника. В практических расчетах NS=const для определенной частоты. На частоте 50Гц для электротехнической стали часто используется формула NS=55 (S в см2).

Число витков соответствующей обмотки:

Последним этапом расчета трансформатора является проверка его реализуемости: все обмотки должны поместиться на магнитопроводе. Для этого определяется число витков в слое и число слоев для каждой обмотки и рассчитывается коэффициент заполнения      (Для трансформатора с тремя обмотками – первичной и двумя вторичными, и , , ).

Исправность силового трансформатора и величину потерь можно оценить по величине Iх.х – ток первичной обмотки трансформатора на холостом ходу. У правильно рассчитанного и исправного трансформатора ток холостого хода должен не превышать 10% номинального тока вторичной обмотки. Когда вторичная обмотка трансформатора разомкнута, форма этого тока несинусоидальна. Большая величина тока холостого хода и его синусоидальная форма свидетельствуют о неисправности в трансформаторе (межвитковые замыкания, нарушения в магнитопроводе). Рассчитать ток холостого хода можно по индуктивности обмотки:

9. Сглаживающие фильтры силовых преобразователей: схемы, расчет П-образного RC- и LC-фильтров.

Составные П-, Т- и Г-образные RC и LC фильтры используют при больших токах нагрузки.

Фильтры 1 и 3 применяют при относительно небольших токах нагрузки. Общий недостаток – большие потери на Rф. Фильтр 2 используют при токах нагрузки до 10А. Фильтр 5 используют при токах более 10А. Фильтр 4 используют при работе выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку (реле, двигатели и т.п.).